مکانیسم اتصال کوتاه گرمکن ناشی از افزایش ولتاژ شبکه و اضافه ولتاژ گذرا
افزایش ولتاژ گذرا و اضافه ولتاژ شبکه عوامل الکتریکی خارجی مهمی هستند که منجر به خرابی اتصال کوتاه ناگهانی لوله های گرمایش الکتریکی می شوند. تعداد زیادی از خطاهای فرسودگی ناگهانی لوله گرمایش صنعتی بدون شرایط کاری غیرعادی ناشی از پیری تجهیزات یا سوختن خشک نیست، بلکه ناشی از ضربه لحظه ای ولتاژ شبکه است. شبکه‌های برق صنعتی اغلب به دلیل راه‌اندازی مکرر تجهیزات با قدرت بالا، سوئیچینگ، القای صاعقه و بار سه فاز نامتعادل، اضافه ولتاژ آنی تولید می‌کنند. ولتاژ لحظه ای فوق العاده بالا از حد عایق لوله های گرمایش عبور می کند و منجر به خرابی فوری عایق و خرابی اتصال کوتاه می شود.
لوله های گرمایش الکتریکی برای ولتاژ کاری نامی ثابت طراحی شده اند و ساختار عایق داخلی و ظرفیت تحمل سیم گرمایش دارای آستانه های ولتاژ سختی است. تحت ولتاژ نامی استاندارد، میدان الکتریکی داخل لوله گرمایش پایدار است و لایه عایق اکسید منیزیم می تواند به طور موثر جریان را برای اطمینان از عملکرد عادی جدا کند. هنگامی که اضافه ولتاژ گذرا رخ می دهد، ولتاژ لحظه ای بسیار فراتر از حد طراحی تجهیزات است و یک میدان الکتریکی شکست قوی در داخل لوله ایجاد می کند. لایه عایق نمی تواند ضربه میدان الکتریکی آنی را تحمل کند، که منجر به شکست دی الکتریک و تشکیل کانال های رسانای برگشت ناپذیر می شود.
اتصال کوتاه افزایش ولتاژ دارای ویژگی های معمولی ناگهانی و مخرب است. بر خلاف پیری تدریجی اتصال کوتاه، خرابی اضافه ولتاژ در میلی ثانیه بدون هیچ هشدار اولیه اتفاق می افتد. لوله گرمایش می تواند به طور معمول قبل از موج کار کند و ساختار داخلی دست نخورده است. هنگامی که تحت تأثیر ولتاژ اضافه قرار می گیرد، لایه عایق فوراً شکسته و کربن می شود، سیم گرمایشی کوتاه-مدار می شود و می سوزد، همراه با ترک آنی، دود کشیدن و قرمزی موضعی بدنه لوله است. این نوع عیب بسیار آسان است که به دلیل وقوع ناگهانی به عنوان مشکل کیفیت محصول اشتباه ارزیابی شود.
نوسانات مکرر شبکه باعث تشدید خستگی عایق و افزایش احتمال اتصال کوتاه می شود. نوسانات ولتاژ دامنه کم-درازمدت باعث خرابی فوری نمی‌شود، اما منجر به تأثیر میدان الکتریکی مکرر بر روی لایه عایق می‌شود که در نتیجه خستگی عایق و کاهش عملکرد ایجاد می‌شود. مقاومت عایق همچنان کاهش می یابد و نقاط شکست کوچک در داخل ظاهر می شوند. هنگام مواجهه با ضربه افزایش ولتاژ بعدی، لایه عایق خستگی به طور کامل شکسته می شود تا اتصال کوتاه ایجاد شود.
ولتاژ نامتعادل سه فاز یک خطر پنهان رایج در سیستم های گرمایش صنعتی است. در تجهیزات گرمایش الکتریکی سه فاز، بار نامتعادل منجر به ولتاژ بیش از حد مدار-تک فاز می‌شود که باعث کارکرد-اضافه‌ولتاژ طولانی مدت لوله‌های گرمایش جزئی می‌شود. اضافه ولتاژ مداوم باعث کربن شدن آهسته عایق می شود و در نهایت منجر به اتصال کوتاه تک فاز و فرسودگی تجهیزات می شود و حتی باعث آسیب اتصال کل سیستم توزیع برق می شود.
پیکربندی حفاظت الکتریکی موثر می تواند از خطاهای اتصال کوتاه موجی جلوگیری کند. برای جذب ضربه های اضافه ولتاژ لحظه ای دستگاه های حفاظت از نوسانات و تثبیت کننده های ولتاژ مخصوص تجهیزات گرمایش صنعتی را نصب کنید. به طور منظم تعادل ولتاژ سه فاز را برای تنظیم توزیع بار و جلوگیری از اضافه ولتاژ تک فاز- شناسایی کنید. برای قطع سریع برق در هنگام اتصال کوتاه اضافه ولتاژ، مدارشکن‌های{5}}حساسیت بالا و محافظ‌های نشتی را مطابقت دهید. حفاظت الکتریکی استاندارد می تواند به طور موثر در برابر ضربه غیرعادی شبکه مقاومت کند و خرابی اتصال کوتاه ناگهانی لوله های گرمایش ناشی از نوسانات ولتاژ را از بین ببرد.
